Проектом предлагается использовать сварочный вращатель WPG-PSE — Вра-. щатель с подвижной задней бабкой на общей раме. Вращатели сварочные универ-. Изм.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

4


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ


5


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ


6


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ


7


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ


8


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

ОГЛАВЛЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………
5

1

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ

1.1


Описание изделия
……………………………………………………...…
7

1.2


Материал изделия и его свариваемость
……………………………...…
.8

1.2.1
Оценка свариваемости стали
…………………………………...…
.8

2 АНАЛИЗ БАЗОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ
КОРПУСА ТЕПЛООБМЕННИКА

2.1

Базовый вариант технологического процесса
…………………………
11

2.
2

Проектируемый вариант
технологического процесса
………………..
.11

3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС СВАРКИ КОРПУСА ТЕПЛООБМЕ
Н-
НИКА

3.1 Выбор способа сварки
…………………………
………
………………...
12

3.2 Расчет режимов сварки
………………………
……………
…………..
...
13

3.3 Выбор сварочных материалов
…………………………
………
………..
13

3.3.1 Выбор защитного газа

……………………………
…………
…….
.14

3.3.2 Выбор сварочной проволоки
…………………………
…………

...15

3.3.3 Выбор оборудования для автоматической свар
ки
……………
….
16

3.3.4 Выбор сварочной головки
………
………………………
…………..
.18

3.3.5

Выбор приспособлений для сварки
……………………………
……
18

3.4 Источник питания
………
……………………………...
...
.......................
20

3.5 Контроль качества
………
……………………………...
..........................
22

4 КОНСТРУКИОННЫЙ РАЗДЕЛ
…………………………………………….38

5 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
………………………………………….39

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
…………………………………………………………………46

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
………………………………
…………43

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАР
ТА………………..........
.
....
..
.
.4
5



9


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

Бурное развитие промышленности, неразрывно связанное с научно
-
технической революцией второй половины 20 века, привело к появлению новых
и совершенствованию уже
существующих систем и установок для преобразов
а-
ния первичных энергоресурсов в требуемые для населения формы энергии, а
также распределения и передачи этой энергии от источников ее производства до
объектов использования. Теплота низкого и среднего потенци
ала и электроэне
р-
гия


это наиболее широко используемые формы энергии. Практически любое
производство связано с процессами выделения или поглощения тепловой энергии.
Поэтому от вида и конструкции теплообменников (аппаратов для передачи тепла
от греющей с
реды (теплоносителя) к нагреваемой среде) зависит производител
ь-
ность и работоспособность оборудования в самых различных сферах ч
еловеч
е-
ской деятельности: метал
лургической, химической, пищевой и других отраслях
промыш
ленно
сти, работа бытовых кондиционеров

и обогревателей, радиаторов

охлаждения в автомобилях и т.
д.

Высокая стоимость энергетических ресурсов привела к необходимости созд
а-
ния энергосберегающих технологий, позволяющих не только рационально и с
максимальной эффективностью использовать существу
ющие ресурсы, но и с
о-
хранять окружающую среду. Замена устаревшего теплотехнического оборудов
а-
ния, в частности секционных кожухотрубных подогревателей, является на сег
о-
дняшний день назревшей проблемой.
Эффективность, надежность,
экономи
ч-
ность и простота

обслуживания


основные критерии, которым должны отвечать
современные теплообменники.

Теплообменник


это устройство для передачи тепловой энергии от одного
теплоносителя к другому. В качестве теплоносителя могут быть использованы г
а-
зообразные, жидкие ил
и парожидкостные среды. В зависимости от назначения
теплообменные аппараты используют как нагреватели, охладители,

испарители и
конденсаторы. Теплообменники применяются в технологических процессах ра
з-
личных отраслей промышленности.


10


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

При проектировании и ко
нст
руировании теплообменных аппара
тов необход
и-
мо в максимально возможной степени удовлетворить многосторонние и часто
противоречивые требования, предъявляемые к теплообменникам.

Основные из них:

-

соблюдение условий протекания технологического процесса;

-

возможно более высокий коэффициент теплопередачи; низкое гидравлическое
сопротивление аппарата;

-

устойчивость теплообменных поверхностей против коррозии;

-

доступность поверхности теплопередачи для чистки;

-

технологичность конструкции с точки зрени
я ее изготовления;

-

экономное использование материалов.

Теплообменные аппараты подразделяются в зависимости от формы поверхн
о-
сти, вида теплоносителей, способа передачи теплоты. По способу передачи тепл
о-
ты их можно классифицировать на поверхностные (рекуп
еративные), смесител
ь-
ные (контактные) и регенеративные.

Поверхностные теплообменники представляют собой наиболее значительную
и важную группу теплообменных аппаратов, используемых в настоящее время в
различных отраслях промышленности.

В поверхностных тепл
ообменниках теплоносители разделены стенкой, через
которую происходит передача теплоты. Поверхности теплообмена в таких апп
а-
ратах могут формироваться из труб (кожухотрубчатые теплообменники) или
плоских металлических листов (пластинчатые и спиральные тепло
обменники).

В смесительных (контактных) теп
лообменниках теплообмен происхо
дит при
непосредственном соприкосновении теплоносителей. Примером таких теплоо
б-
менников являются градирни.

В регенеративных теплообменниках процесс переноса

теплоты от го
рячего
тепло
носителя к холодному, разделяются во времени на два периода, и происх
о-
дит при попеременном нагревании и охлаждении насадки. Теплообменники этого
типа часто применяют для регенерации теплоты отходящих газов.



11


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

1

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ

1.1

Описание изделия

Данное изделие представ
ляет корпус теплообменника (рисунок
1). Материал
-

нержавеющая сталь 12Х18Н10Т. Давление в корпусе 0,6 Мпа, рабочая среда в
корпусе
-

аргон.


Рисунок
1
.1


Корпус т
еплообменник
а


Таблица 1.1



Сведения об основных элементах сос
уда



В миллиметрах


п/п


Наименование частей

Размеры, мм

Марка ст
а-
ли

Способ
изг
о-
товл
е-
ния

ø

внутр


То
л-
щина
стенки

Дл
и-
на,


1

2

3

4

Обечайка

Днище

Днище

Фланец (4 шт)

800

800

800

1000

6

8

8

6

1500

488

488

6


12Х18Н10Т

Арго
н-
но
-
дуговая
сварка

1.2

Материал изделия и его свариваемость


12


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Сталь 12Х18Н10Т


это сталь высоколегированая, коррозионно
-
стойкая,
обыкновенная. Характеристика стали приведена в

табл. 1.2, 1.3.

Таблица 1.2


Химический

состав

стали

12Х18Н10Т

В процентах

С

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

Прочее


до 0,12


до 0,8


до 2


9
-
11


до 0,02


до
0,035


17
-
19


до 0,3

(5 С
-

0.8)
Ti,
остальное
Fe


Таблица 1.3


Механические

свойства стали при Т
=20°С

12Х18Н10Т





KCU

Термообр.

МПа

МПа

%

%

кДж/


510

196

35

40


Закалка 1000
-
1100 °С, вода


Обозначения




Предел кратковременной прочности, МПа




Предел текучести для остаточной деформации, МПа




Относительное удлинение при разрыве, %




Относительное сужение, %

KCU



Ударная вязкость, кДж/

1.2.1 Оценка свариваемости стали 12Х18Н10Т

Сталь 12Х18Н10Т

относится к хорошо свариваемым. Характерной особенн
о-
стью сварки этой
стали является возникновение межкристаллитной коррозии. Она
развивается в зоне термического влияния при температуре 500
-
800°С. При преб
ы-

13


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

вании металла в таком критическом интервале температур по границам зерен
аустенита выпадают карбиды хрома. Все это может

иметь опасные последствия
-

хрупкие разрушения конструкции в процессе эксплуатации.

Чтобы добиться стойкости стали нужно исключить или ослабить эффект в
ы-
падения карбидов и стабилизировать свойства стали в месте сварного шва.

При сварке высоколегированных
сталей используют электроды с защитно
-
легирующим покрытием основного вида в сочетании с высоколегированным
электродным стержнем. Применение электродов с покрытием основного вида
позволяет обеспечить формирование наплавленного металла необходимого хим
и-
ческо
го состава, а также других свойств путём использования высоколегирова
н-
ной электродной проволоки и долегирования через покрытие.

Сочетание легирования через электродную проволоку и покрытие позволяет
обеспечить не только гарантированный химический состав в
пределах паспор
т-
ных данных, но и некоторые другие свойства, предназначенные для сварки ауст
е-
нитных сталей 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т и им подобных.

Содержащийся в электродных стержнях титан при сварке практически полн
о-
стью окисляется. По этой причине п
ри сварке покрытыми электродами в качестве
элемента
-
стабилизатора используют ниобий. Коэффициент перехода ниобия из
стержня при сварке покрытыми электродами составляет 60
-
65%.

Сварку высоколегированных сталей для снижения вероятности формирования
структуры

перегрева, как правило, выполняют на режимах, характеризующихся
малой величиной погонной энергии. При этом предпочтение отдают швам малого
сечения, получаемым при использовании электродной проволоки небольшого
диаметра (2
-
3мм). Поскольку высоколегированны
е стали обладают повышенным
электросопротивлением и пониженной электропроводностью, то при сварке в
ы-
лет электрода из высоколегированной стали уменьшают в 1,5
-
2 раза по сравнению
с вылетом электрода из углеродистой стали.

При дуговой сварке в качестве защит
ных газов используют аргон, гелий (р
е-
же).


14


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Аргонодуговую сварку выполняют плавящимися и неплавящимися вольфр
а-
мовыми электродами. Плавящимся электродом сваривают на постоянном токе о
б-
ратной полярности, используя режимы, обеспечивающие струйный перенос эле
к-
тр
одного металла.

Сварку неплавящимся вольфрамовым электродом в основном осуществляют
на постоянном токе прямой полярности. В некоторых случаях при наличии в ст
а-
лях значительного количества алюминия используют переменный ток для обесп
е-
чения катодного разруш
ения оксидной плёнки.

При сварке сталей с малым содержанием углерода (ниже 0,07
-
0,08%) возмо
ж-
но науглероживание наплавленного металла. Переход углерода в сварочную ва
н-
ну усиливается при наличии в электродной проволоке алюминия, титана, кре
м-
ния. В случае св
арки глубокоаустенитных сталей некоторое науглероживание м
е-
талла сварочной ванны в сочетании с окислением кремния снижает вероятность
образования горячих трещин. Однако науглероживание может изменить свойства
металла шва и, в частности, снизить коррозийные

свойства. Кроме того наблюд
а-
ется повышенное разбрызгивание электродного металла. Наличие брызг на п
о-
верхности металла снижает коррозийную стойкость.

Технологии сварки нержавеющих высоколегированных сталей постоянно с
о-
вершенствуются. На данном этапе при ст
рогом соблюдении технологического
процесса качество сварного шва нержавейки практически не уступает по своим
свойствам металлу соединяемых деталей и гарантирует высочайшую надежность
сварного соединения.



2

АНАЛИЗ БАЗОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ
К
ОРПУСА ТЕПЛООБМЕННИКА

2.1

Базовый вариант технологического процесса

1.

Сварка обечайки. Прихватывается деталь: длина прихваток 25мм, шаг ме
ж-
ду прихватками 200 мм, прихватывание выполняется ручной дуговой сва
р-
кой, электрод марки ЦЛ 11, затем сваривается, сварка м
еханизированная,
односторонняя, заполнение сварного шва происходит механизированной

15


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

сваркой полуавтоматом ПДГ
-
500 в среде аргона, проволокой диаметром 1,2
мм.

2.

Привариваются фланцы к обечайке ручной дуговой сваркой, затем механ
и-
зированной.

Недостатками
данного технологического процесса является:

1.

Низкая производительность;

2.

Требуется высокая квалификация рабочего;

3.

Высокая себестоимость;

4.

Недостаток автоматизации сборочно
-
сварочных операций;

5.

Вредные условия труда.


2.2

Проектируемый вариант технологического
процесса

В данной квалификационной работе предлагается автоматизировать сборочно
-
сварочные операции корпуса теплообменника, использование специальных пр
и-
способлений.

Преимуществами данного технологического процесса являются:

1.

Автоматизация процессов сборки
и сварки корпуса теплообменника. Как
следствие этого снижение доли ручного труда и улучшение условий труда
сварщиков.

2.

Повышение производительности;

3.

Улучшение качества сварки;

4.

Повышение производительности труда за счет автоматизации процессов
сварки.








16


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

3

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС СВАРКИ КОРПУСА

ТЕПЛООБМЕННИКА

3.1

Выбор способа сварки

В качестве способа сварки корпуса теплообменника предлагается автоматич
е-
ская сварка в среде защитных газов.

Сварка в среде защитных газов является одним из способов электродуговой

сварки. При этом способе в зону дуги подается защитный газ, струя которого, о
б-
текая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный м
е-
талл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования. Аргонод
у-
говая сварка осуществляется
в струе аргона, который является инертным газом, не
вступает во взаимодействие с расплавленным металлом сварочной ванны и
предохраняет его от воздействия кислорода и азота воздуха.

Преимущество сварки в среде защитных газов заключается в следующем:



хорош
ая защита зоны сварки от воздействия кислорода и азота воздуха;



хорошие механические качества сварного шва;



высокая производительность процесса сварки, достигающая при ручной свар
ке
до 50


60 м/ч, а при автоматической сварке


до 200 м/ч и более;



от
сутствие необходимости применения флюсов и другой очистки шва от шл
а-
ков;



возможность наблюдения за процессом формирования сварного шва;



малая зона термического влияния;



возможность полной механизации и автоматизации процесса сварки.


К
недостаткам
способа

относятся:



необходимость применения защитных мер против световой и тепловой ради
а-
ции дуги;



возможность нарушения газовой защиты при сдувании струи газа движением
воздуха или при разбрызгивании сопла;



потери металла на разбрызгивание, при к
отором брызги прочно соединяются с
поверхностями шва и изделия;


17


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ



наличие газовой аппаратуры и в некоторых случаях необходимость водяного
охлаждения горелок.

3.2

Расчет режимов сварки

Ориентировочные режимы сварки плавящимся электродом в защитных газах
высоко
легированных сталей
СТО 00220368
-
013
-
2009 (таблица 3.1).

Таблица 3.1



Режимы сварки

То
л-
щина
мета
л-
ла, мм

Кол
-
во
прох
о-
дов

Диаметр
сваро
ч-
ной пр
о-
волоки,
мм

Защи
т-
ная
среда

Сваро
ч-
ный ток,
А

Напряж
е-
ние дуги,
В

Ск
о-
рость
сварки,
м/ч

Расход
защи
т-
ного
газа,
л/мин

2
-
3

2

1,0

Аr, Аr
+ СО
2

Аr +
СО
2

+
О
2
,


Аr + О
2

220
-

280

22
-

26

30
-
40

10
-
12

3
-
4

2

1,2
-
1,6

Аr, Аr
+ СО
2

Аr +
СО
2

+
О
2
,


Аr + О
2



120
-
190



20
-
24



25
-
30



12
-
18

5
-
6

2

1,2
-
1,6

Аr, Аr
+ СО
2

Аr +
СО
2

+
О
2
,


Аr + О
2



140
-
200



22
-
26



25
-
30



12
-
18





18


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Продолжение таблицы

То
л-
щина
мета
л-
ла, мм

Кол
-
во
прох
о-
дов

Диаметр
сваро
ч-
ной пр
о-
волоки,
мм

Защи
т-
ная
среда

Сваро
ч-
ный ток,
А

Напряж
е-
ние дуги,
В

Ск
о-
рость
сварки,
м/ч

Расход
защи
т-
ного
газа,
л/мин

7
-
8

2
-
3

1,2
-
1,6

Аr, Аr
+ СО
2

Аr +
СО
2

+
О
2
,


Аr + О
2



180
-
220



24
-
28



25
-
30



12
-
18

9
-
12

3
-
4

1,6
-
2,0

Аr, Аr
+ СО
2

Аr +
СО
2

+
О
2
,


Аr + О
2



260
-
300



26
-
30



20
-
30



12
-
18

14
-
20

6
-
10

1,6
-
2,0

Ar

280
-
340

26
-
30

20
-
30

18
-
20


3.3

Выбор сварочных материалов

3.3.1

Выбор защитного газа

В проектируемом технологическом процессе
изготовления корпуса теплоо
б-
менника предлагается использовать защитный газ


аргон.

Сварка в среде аргона представляет собой высотехнологический процесс, бл
а-
годаря которому стало возможным получать высококачественные сварные швы.
При использовании
аргоновой ванны создается защита от попадания кислорода,
который препятствует окислению металла.

Сварка аргоном позволяет выполнять тонкую работу с металлом и добиваться
великолепного внешнего вида изделий.

Для нее не требуются электродные п
о-
крытия и
флюсы, при этом швы получаются самого высокого качества и не тр
е-
буют зачистки от различных шлаков. Главное соблюдать точность при поддерж
а-
нии степени проплавления, необходимую при сварке тонкого металла.


19


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Аргоновая сварка в результате развития технологий ст
ала почти универсал
ь-
ной и одинаково хорошо подходит для соединения мелких деталей и крупногаб
а-
ритных конструкций.

Сварка в среде аргона обладает следующими преимуществами:



надежная изоляция от окружающей среды, повышение качества и отсутствие
нарушений к
ристаллической решетки в соединенной поверхности;



аргонодуговая сварка позволяет соединять разнородные металлы;



уменьшается количество прилипания брызг в месте сварного шва;



повышается стабильность процесса;



сокращается потребление электроэнергии.



улучшение качества сварного шва: снижение пористости и неметаллических
включений;



уменьшение зоны термического влияния, вследствие этого
-

уменьшение коро
б-
ления конструкции;

К недостаткам относятся:



защита аргоном от окружающего воздуха может быть на
рушена при работе на
ветру или сквозняке, так как газ может попросту «сдувать»;



горелку необходимо периодически охлаждать при сварке дугой большой силы
тока;



сильное излучение ультрафиолета, особенно при использовании гелия в кач
е-
стве инертного газа.

3.3.2

В
ыбор сварочной проволоки

Проектом предлагается для автоматической сварки нержавеющей стали
12Х18Н10Т использовать сварочную пров
олоку Св
-
06Х19Н9Т (таблица 3.2)

ди
а-
метром 1,6 мм.

Коррозионностойкая хромоникелевая сварочная проволока для сварки ауст
е-
нитных
нержавеющих сталей с содержанием хрома 18% типа 03Х17Н14М2,
03Х18Н11, 06Х18Н11, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т и т.п. в среде защитных газов
(
Ar
).


20


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Наплавленный металл обладает высокой коррозионной стойкостью. Незнач
и-
тельное содержание углерода снижает риск возникно
вения межкристаллической
коррозии, а наличие кремния обеспечивает высокое качество шва. Проволока
применяется в пищевой промышленности, нефтехиммашиностроении для изг
о-
товления трубопроводов, емкостей, бойлеров и т.п.

Таблица 3.2


Химический состав провол
оки



В процентах


С

Si

Mn

Cr

Ni

Mo

Ti

Не более
0,08

0,40
-
1,0

1,0
-
2,0

18,0
-
20,0

8,0
-
10,0

Не более
0,25

0
,50
-
1,0


3.3.3

Выбор оборудования для автоматической
сварки

Проектом предлагается использовать для автоматической сварки в среде з
а-
щитных газов сварочную головку подвесного типа. Выбор буду производить из
нескольких марок путем сравнения их технологических параметров.

1.

Сварочная головка
NA
-
5 марки
Lincoln

(таблица 3.3).



Рисунок 3.1


Сварочная головка
Lincoln

Таблица 3.3


Технические характеристики



21


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Наименование

Скорость подачи
(м/мин)

Диаметр пров
о-
локи (мм)
Сплошная

Диаметр пров
о-
локи (мм) П
о-
рошковая

NA
-
5

0,6
-
16,5

0,9
-
5,6

1,2
-
4,0


Преимущества:



система управления позволяет точно контролировать сварочный процесс, хара
к-
теристики дуги, также как размер и внешний вид шва.



быстрая настройка под широкий диапазон сварочных процессов, скоростей п
о-
дачи и диаметров проволоки.



компактные элементы с отл
ичной возможностью компоноваться в простые ко
м-
бинации наиболее сложных автоматизированных производственных линий.



прочная надежная конструкция минимизирует простои и издержки на ремонт.



соответствует требованиям стандартов IEC974
-
1, СЕ и ГОСТ
-
Р.

1.

Свароч
ная

головка

ESAB A6 S Arc Master

(таблица 3.4).


Рисунок 3.2



Сварочная головка
ESAB

Таблица 3.4


Технические характеристики

Наименование

Сварка под
флюсом о
д-
ной пров
о-
локой (бол.
мощ.)

Сварка под
флюсом
расщепле
н-
ной дугой
(бол. мощ.)

Сварка под
флюсом о
д-
ной пров
о-
локой (мал.
мощ.)

Сварка под
флюсом
расщепле
н-
ной дугой
(мал. мощ.)

MIG/MA
G одной
провол
о-
кой

Макс, ток при
ПВ100%, А

1500

1500

1500

1500

600



22


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Продолжение таблицы

3.4

Наименование

Сварка под
флюсом о
д-
ной пров
о-
локой (бол.
мощ.)

Сварка под
флюсом
расщепле
н-
ной дугой
(бол. мощ.)

Сварка под
флюсом о
д-
ной пров
о-
локой (мал.
мощ.)

Сварка под
флюсом
расщепле
н-
ной дугой
(мал. мощ.)

MIG/MA
G одной
провол
о-
кой

Диаметр пр
о-
волоки, мм

3
-
6

2/2,0
-
3,0

1,6
-
4,0

2/1,2
-
2,5

0,8/3,2

Скорость под
а-
чи проволоки,
м/мин

0,2
-
4,0

0,2
-
4,0

0,4
-
4,0

0,4
-
8,0

0,8
-
16,6


А6 S Arc Master



комплектная система, предназначенная для высокопроизв
о-
дительной сварки. Она универсальна, прочна и надежна в работе. А6 S Arc Master

является базой программы автоматизации сварки ЭСАБ и может быть доуко
м-
плектована дополнительными модулями и компонентами системы. Поставляется
в виде различных стандартных моделей, отвечающих конкретным требованиям
заказчика.

Из стандартной базовой модели

А6 S, добавляя необходимые модули (систему
позиционирования, систему слежения по стыку, систему подачи флюса и т.п.),
можно собрать сварочную систему для выполнения конкретных работ с заданной
степенью автоматизации.

3.3.4 Выбор сварочной головки

Сравнив
две сварочные головки разных фирм
-
производителей, можно сказать,
что они практически не отличаются своими техническими характеристиками, п
о-
этому выбор произведу по личным предпочтениям.

Для проектируемого технологического процесса изготовления корпуса теп
л
о-
обменника выбрана автоматическая подвесная сварочная головка фирмы
ESAB
.

3.3.5

Выбор приспособлений для сварки

Проектом предлагается использовать сварочный вращатель WPG
-
PSE
-

Вр
а-
щатель с подвижной задней бабкой на общей раме.
Вращатели сварочные униве
р-

23


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

сальны
е предназначены для установки изделий в удобное для сварки положение и
вращение их со сварочной скоростью при автоматической сварке кольцевых швов
под флюсом, в среде защитных газов и при наплавочных работах.


Рисунок 3.3



Сварочный вращатель


Технические характеристики:

-

Макс. нагрузка до 1 т. Макс. радиус свободного вращения 739
-
1185 мм;

-

Расстояние между планшайбами 1500
-
11000 мм;

-

Электропривод перемещения задней бабки;

-

Диапазон вращения 720°. Макс. скорость вращения 8,5
-
75°/сек.


Так
же для передвижения сварочной головки предлагается
к
аретка для пер
е-
мещения сварочных головок по балке ESAB BTC.


Рисунок 3.4



Каретка для перемещения сварочных головок

Описание:


BTC


идеальное решение когда необходимо обеспечить механизированн
ое
перемещение сварочных голов А2 или А6 для сварки под слоем флюса или в ср
е-
де защитных газов.



24


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ


Каретка линейного перемещения состоит из монолитного каркаса с конс
о-
лью для установки на ней сварочных голов ESAB A2 Minimaster или A6 ArcMaster
и эл
ектродвигателя с фрикционной передачей. Каретка предназначена для движ
е-
ния по стандартным двутавровым балкам 300
-
го сечения, или если требования к
точности выше, на специально обработанной двутавровой балке поставляемой
фирмой ESAB. Привод каретки можно ле
гко отключить и переместить в нужное
положение относительно стыка вручную.



Все сварочные параметры, в том числе и скорость сварки (движения каре
т-
ки) задаются с пульта управления сварочной головой PEK. Параметры двигателя
каретки уже заложены в п
амяти блока и нет необходимости подбирать скорость.
Благодаря эффективной обратной связи по скорости движения обеспечивается
высокая стабильность сварки от начала и до конца шва. Бл
ок
управления сваркой
PEK является стандартной частью сварочных голов A2 ил
и A6.


Рисунок 3.5



Схема установки сварочной головки

3.4

Источник питания

В данном проекте предлагается
источник постоянно
го сварочного тока ESAB
LAF 631 (таблица 3.5).




25


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Рисунок 3.6



Источник питания
ESAB

Трехфазные тиристорные источники серии LAF(ЛАФ) с принудительным во
з-
душным охлаждением предназначены для высокопроизводительных механизир
о-
ванных способов сварки: под слоем флюса или плавящимся электродом в среде
защитных газов (MIG/MAG).



Источн
ики предназначены для совместной работы с головами производства
компании ESAB A2, А6 совместно с блоками управления сваркой PEK(ПЕК) или
PEI(ПЕИ) (только с А2).



Источники серии LAF обладают отличными сварочными характеристиками
во всем диапазоне

регулировок тока и напряжения, что особенно важно при по
д-
жиге дуги или её повторном возбуждении. Источники демонстрируют хорошую
стабильность дуги как на высоких, так на низких токах.



При необходимости получить больший сварочный ток, источники
можно
подключить параллельно использую дополнительный блок.



Источники не имеют свою собственную панель управления сварочными п
а-
раметрами, поэтому для управления необходимо использовать сварочные головы
с полностью цифровыми блоками управления св
аркой PEK
-

контроллер с макс
и-
мальными возможностями управления или PEI
-

с базовыми функциями для менее
требо
вательных областей применения.


Таблица 3.5


Технические характеристики

Характеристика

LAF 631

Питающее напряжение, В 3ф 50 Гц

380

Потребляемый

ток, А при ПВ 100%

52

Сечение питающего кабеля мм
²

4х16

Плавкий предохранитель, А

63

Максимальный ток/напряжение, А/В:


При ПВ 100%

630/44

При ПВ 60%

800/44

Диапазон регулирования при
MIG/MAG, А/В

50/17
-
630/44

Диапазон регулирования под фл
ю-
сом, А/В

30/21
-
800/44


26


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Продолжение таблицы

3.5

Характеристика

LAF 631

Напряжение ХХ, В

54

Мощность ХХ, Вт

150

КПД

0,84

Коэффициент мощности

0,90

Класс пыле/влаго защиты

IP23

Габариты ДxШxВ, мм

670x490x930

Масса, кг

260

Класс электробезопасности

S

Рекомендуемое сечение сварочного
кабеля, мм

1x120


3.5


Контроль качества

В данной выпускной квалификационной работе предлагаются следующий
контроль качества сварных соединений корпуса теплообменника:



Визуально
-
измерительный контроль



Рентген продольного
сварного шва



Контроль проникающими веществами



Рентген или ультразвуковой контроль после сборки

Визуально
-

измерительный контроль (ВИК) сварных швов
-

это внешний
осмотр достаточно крупных сварных конструкций, как невооруженным глазом,
так и при помощи раз
личных технических приспособлений для выявления более
мелких дефектов, не поддающихся первоначальной визуализации, а также с и
с-
пользованием преобразователей визуальной информации в телеметрическую.
ВИК относится к органолептическим (проводится органами чув
ств) методам ко
н-
троля и осуществляется в видимом спектре излучений. Визуальное обследование
в поисках теоретических дефектов производят с внешней стороны сварного шва,
где при их обнаружении можно выполнить минимальные измерения с помощью
оптических прибор
ов и инструментов, заключить акт визуального осмотра.

Визуальный метод контроля позволяет обнаруживать несплошности, отклон
е-
ния размера и формы от заданных более 0,1 мм при использовании приборов с

27


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

увеличением до 10 х.

Визуальный контроль, как правило, про
изводится невоор
у-
женным глазом или с использованием увеличительных луп до 7 х. В сомнител
ь-
ных случаях и при техническом диагностировании допускается применение луп с
увеличением до 20 х.



Перед проведением визуального контроля поверхность в зоне к
онтроля
должна быть очищена от ржавчины, окалины, грязи, краски, масла, брызг мета
л-
ла, и других загрязнений, препятствующих осмотру.



При Визуально
-
Измерительном Контроле сварных швов зоной контроля я
в-
ляется сварной шов и прилегающие к нему участк
и основного металла на ширине
не менее 20 мм в каждую сторону от шва с двух поверхностей, если обе они д
о-
ступны для осмотра.



Визуальный контроль выполняется до проведения других методов контроля.
Дефекты, обнаруженные при визуальном контроле, долж
ны быть устранены до
проведения контроля другими методами.



Измерения производятся с использованием приборов и инструментов:



Рисунок 3.7



Измерительные приборы и инструменты



лупы измерительные;




штангенциркули;




линейки измерительные мета
ллические;




угломеры;



угольники;




щупы;



шаблоны и др.


28


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Визуальный контроль и измерения производятся:



на стадии входного контроля материала для выявления поверхностных д
е-
фектов (трещин, расслоений, забоин, закатов, раковин, шлаковых включений и
др.), а также отклонений геометрических размеров заготовок от проектных;



на стадии подготовки деталей под сборку и сварку для подтверждения соо
т-
ветствия установленным требованиям
конструктивных элементов разделки и
чистоты кромок, и прилегающих поверхностей, отсутствия углового и повер
х-
ностного смещения, величины зазоров, количества, рас
положения и качества
прихваток;



по окончании сварки, либо на отдельных её этапах
-

для выявлен
ия в сварном
соединении поверхностных дефектов и несплошностей (трещин, раковин, пор,
свищей, подрезов, прожогов, наплывов, грубой чешуйчатости и западаний
между валиками, непроваров и др.); а также отклонений геометрических ра
з-
меров сварного шва от требов
аний, установ
ленных стандартами.



на стадии технического диагностирования
-

для выявления отклонений ра
з-
меров и формы конструкции от проектных; эксплуатационных дефектов о
с-
новного металла и сварного шва (усталостных трещин, коррозионных язв, пи
т-
тингов и д
р.).

Радиографический метод контроля (РК). Данный вид контроля широко и
с-
пользуется для проверки качества технологических трубопроводов, металлоко
н-
струкций, технологического оборудования, композитных материалов в различных
отраслях промышленности и строител
ьного комплекса.


Радиографический контроль сварных соединений позволяет выявлять наличие
в них пор, непроваров, шлаковых, вольфрамовых окисных и других включений,
подрезов, трещин. Кроме того, радиографический контроль позволяет произв
о-
дить оценку величи
ны выпуклости и вогнутости корня шва в недоступных для
внешнего осмотра местах, например с противоположной стороны сварного шва.

Проектом предлагается использоват
ь рентгеновский аппарат АРИНА
-
7 (та
б-
лица 3.6).


29


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ


Рисунок 3.8



Рентгеновский аппарат АРИНА


7

Рентгеновский аппарат АРИНА


7

предназначен для дефектоскопии пр
о-
мышленных изделий, методом радиографического неразру
шающего контроля.
Аппарат АРИНА


7 применяют в промышленности для контроля качества сва
р-
ных швов трубопроводов, металлических сварных к
онструкций, листовых и пр
о-
фильных изделий, а также отливок и паковок из цветных и черных металлов.

Импульс
ный рентгеновский аппарат Арина


7 является одним из самых мо
щ-
ных приборов с рабочим напряжением анода на рентгеновской трубке не менее
250 кВ.

Рентгеновский аппарат представляет собой компактную переносную м
о-
дель, в которой учтены последние достижения и разработки в области радиог
р
а-
фии. Импульсный аппарат АРИНА


7 состоит из рентгеновского моноблока и
ручного пульта управления, которые соединен
ы между собой кабелем длинной 20
метров, что обеспечивает полную безопасность оператора.

Рентгеновский аппарат АРИНА


7 является самым мощным диагностическим
комплексом в линейке рентгеновских аппаратов серии АРИНА. Благодаря вы
с
о-
кой мощности АРИНА


7 по
зволяет контролировать объекты толщиной стали до
80 мм, что дает этому аппарату широкие спектр применения в области радиогр
а-
фии.

Аппарат имеет угол излучения, близкий к 180°, и, следовательно, может и
с-
пользоваться как для панорамного, так и для
направленного просвечивания.

Таблица 3.6


Технические характеристики



30


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ



АРИНА


7



Экспозиционная доза рентгеновского и
з-
лучения на расстоянии (500±20) мм от
торца рентгеновского блока в прямом пу
ч-
ке за 1,5 мин, не менее

387 (1500)

мкКл/кг (мР)

Толщина стали, доступная для рентген
о-
графирования с помощью рентгеновских
пленок с флуоресцентными усиливающ
и-
ми экранами

80

мм

Толщина стали, доступная для рентген
о-
графирования с помощью высококо
н-
трастных рентгеновских пленок

40

мм

Напряжение питания:

автономно

однофазная сеть п
е-
ременного тока

(220±22)В (50±1) Гц,

батарея аккумулят
о-
ров 24 В


Контроль проникающими веществами

Капиллярная дефектоскопия


является одним из основных методов неразр
у-
шающего контроля и предназначена для обнаружения поверхностн
ых и сквозных
дефектов в объектах контроля, определения их расположения, протяженности
(для протяженных дефектов типа непроваров, трещин) и их ориентации на п
о-
верхности. Капиллярный метод неразрушающего контроля основан на капилля
р-
ном проникновении внутрь
дефекта индикаторных жидкостей, хорошо смачив
а-
ющих материал объекта


поверхность контроля и последующей регистрации и
н-
дикаторных следов (благодаря чему так же носит название цветная дефектоск
о-
пия).


31


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

В соответствии с техническими требованиями в большинстве
случаев необх
о-
димо выявлять настолько малые дефекты, что заметить их при визуальном осмо
т-
ре невооруженным глазом практически невозможно. В то же время, применение
оптических приборов, например лупы или микроскопа, не позволяет выявить п
о-
верхностные дефекты

из
-
за недостаточной контрастности изображения дефекта
на фоне металла и малого поля зрения при больших увеличениях. В таких случаях
наиболее применим
-

капиллярный метод контроля.

Капиллярная дефектоскопия позволяет контролировать объекты любых разм
е-
ров и

форм, изготовленные из различных материалов: черных и цветных мета
л-
лов, сплавов, пластмасс, стекла, керамики и т.п. Капиллярный контроль широко
востребован при дефектоскопии сварных швов.

При контроле красящий пенетрант наносится на контролируемую поверхн
ость
и благодаря своим особым качествам под действием капиллярных сил проникает
в мельчайшие дефекты, имеющие выход на поверхность объекта контроля. Пр
о-
явитель, наносимый на поверхность объекта контроля через некоторое время п
о-
сле осторожного удаления с по
верхности пенетранта, растворяет находящийся
внутри дефекта краситель и за счет диффузии “вытягивает” оставшийся в дефекте
пенетрант на поверхность объекта контроля. Имеющиеся дефекты видны дост
а-
точно контрастно. Индикаторные следы в виде линий указывают н
а трещины или
царапины, отдельные точки
-

на поры.

Процесс капиллярного контроля состоит из 5 этапов:

1


предварительная очистка поверхности.


Рисунок 3.9



Очистка поверхности

Чтобы краситель мог проникнуть в дефекты на поверхности, ее предварител
ь-
но следует очистить водой или органическим очистителем. Все загрязняющие

32


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

вещества (масла, ржавчина, и т.п.) любые покрытия (ЛКП, металлизация) должны
быть удалены с контролируемого участка. После этого поверхность высушивае
т-
ся, чтобы внутри дефекта не оста
валось воды или очистителя.

2


нанесение пенетранта.


Рисунок 3.10



Нанесение пенетранта

Пенетрант, обычно красного цвета, наносится на поверхность путем распыл
е-
ния, кистью или погружением объекта контроля в ванну, для хорошей пропитки и
полного покрыти
я пенетрантом. Как правило, при температуре 5…50°С, на время
5…30 мин.

3
-

удаление излишков пенетранта.


Рисунок 3.11



Удаление излишков пенетранта

Избыток пенетранта удаляется протиркой салфеткой, промыванием водой, или
тем же очистителем, что и на ста
дии предварительной очистки. При этом пен
е-
трант должен быть удален только с поверхности контроля, но никак не из полости
дефекта. Затем поверхность высушивается салфеткой без ворса или струей возд
у-
ха.


4


нанесение проявителя.


Рисунок 3.12



Нанесение проявителя


33


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

После просушки сразу же на поверхность контроля тонким ровным слоем
наносится проявитель (обычно белого цвета).

4



контроль.


Рисунок 3.13


Контроль

Выявление имеющихся дефектов начинается непосредственно после оконч
а-
ния процесс
а проявки. При контроле выявляются и регистрируются индикато
р-
ные следы. Интенсивность окраски которых говорит о глубине и ширине раскр
ы-
тия дефекта, чем бледнее окраска, тем дефект мельче. Интенсивную окраску
имеют глубокие трещины. После проведения контрол
я проявитель удаляется в
о-
дой или очистителем.

ГОСТ 18442
-
80 установлено 5 классов чувствительности (по нижнему порогу)
в з
ависимости от размеров дефектов (таблица 3.7).

Таблица 3.7



Зависимость чувствительности от размеров дефектов



В микрометрах

Класс чувствительности

Ширина раскрытия дефекта,
мкм

I

Менее 1

II

От 1 до 10

III

От 10 до 100

IV

От 100 до 500

технологический

Не
нормируется


Ультразвуковой контроль (УЗК)

Ультразвуковые волны, направленные на изделие, проникают глубоко в м
е-
талл. Встречая на своем пути различные препятствия в виде пустот, вложений,

34


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

шлака, неровностей и прочих неоднородностей металла, волны
преломляются и
отражаются от них.

Ультразвуковой контроль качества сварных швов

имеет следующую послед
о-
вательность. Пьезоэлектрический щуп преобразует электрические колебания в
ультразвуковые волны, направляя их на поверхность изделия. Щуп восприн
и-
мает

отраженные сигналы и отображает их на мониторе. Таким образом, щуп р
а-
ботает как передатчик и как приемник. Если дефекты в шве отсутствуют, то си
г-
нал отразится от нижней поверхности изделия и возвратится к щупу. Если волна
на своем пути встретит дефект, то

определенная часть волн отразится от повер
х-
ности дефекта раньше. Эта разница будет зафиксирована на мониторе. Так опр
е-
деляют размеры и глубину залегания дефекта.

Методы контроля качества

В промышленности применяют несколько различных способов проведения
у
льтразвукового исследования.

Контроль сварных швов металлоконструкций

проводится следующими мет
о-
дами:



Теневой метод. Используется сравнение амплитуд направленного к изделию
и отраженному от его нижней поверхности импульсов.



Эхо
-
метод. Учитывается отраженны
й от дефекта импульс.



Эхо
-
зеркальный метод. Показания снимаются с двух приборов, направля
ю-
щих сигналы под разными углами к поверхности изделия.



Зеркально
-
теневой метод. Дефекты определяются с учетом коэффициента
затухания отраженного сигнала.



Дельта
-
метод.

Предметом внимания является ультразвуковая энергия, о
т-
раженная от поверхности дефекта.

Приборы для ультразвукового контроля
:

Все приборы, которыми производится ультразвуковая диагностика, имеют
схожий принцип работы. Основной элемент каждого прибора


ква
рцевый пь
е-
зодатчик. Он находится в пьезоэлектрическом щупе. Такие приборы называют
ультразвуковыми дефектоскопами.


35


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

По конструкции дефектоскопы бывают:



Однощуповые.



Двухщуповые.

В первом случае посыл и прием сигнала осуществляется одним щупом, а во
втором с
лучае


двумя отдельными щупами.

Проектом предлагается использовать
Ультразвуковой дефектоскоп УД2


70

(таблица 3.8).


Рисунок 3.14



Ультразвуковой дефектоскоп УД2


70

Ультразвуковой
дефектоскоп УД2
-
70 предназначен для контроля продукции
на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов,
полуфабрикатов, готовых изделий и сварных соединений, для измерения глубины
и координат их залегания, измерения отношений амплит
уд сигналов от дефектов.
Также имеются специальные меню, которые применяются для выявления дефе
к-
тов в деталях и узлах локомотивов и МВПС и в деталях элементов колесных пар
вагонов, в которых записаны типовые настройки прибора.

Особенности ультразвукового д
ефектоскопа:



малые габариты;




построение АРД диаграмм;




д
ва независимых строба АСД;




автомат
ическая регулировка усиления;




иммерсионный режим работы;



возможность синхрониз
ации с внешними устройствами;




возможность обновления программн
ого обес
печения Потребителем;



36


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ



B


Скан;




большой цветной дисплей с высокой контрастностью и разрешающей способ
н
о-
стью;




встроенные часы и календарь;




прочный алюминиевый корпус для
тяжелых условий эксплуатации;




возможность подключения внешних USB устрой
ств (клавиатура, мышь, вне
ш-
ние накопители информации);




встроенные типовые настройки для деталей подвижного соста
ва ОАО "РЖД" и
метрополитена;




специальная комплектация для ОАО "РЖД" и метрополитена.

Таблица 3.8



Т
ехнические характеристики дефек
тоскоп
а

УД2
-
70

Рабочие частоты

0,4; 1,25; 1,8; 2,5; 5,0; 10,0
МГц

Диапазон регулировки усиления

от 0
-
100 дБ с дискретн
о-
стью 0,5; 1,0 дБ

Отсечка

Линейная, компенсир
о-
ванная, от 0 до 100% в
ы-
соты экрана

Развёртка

тип А, В

Диапазон задержки развёртки

от
-
30 до 5000 мм

Погрешность измерения глубины залегания дефектов

±(0,5

+ 0,02Н) мм

Дискретность измерения расстояний

0,1 мм

Погрешность измерения отношений амплитуд сигн
а-
лов

±(0,2 + 0,03 N) дБ

Диапазон регулировки ВРЧ

от 0 до 80 дБ

Память


-

настроек


-

изображения развёртки типа А


-

значений глубиномера


400


400


4000


37


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Продолжение таблицы

3.8

Интерфейс связи с компьютером

USB

Размер рабочей части экрана

111,4 х 83,5 мм

Диапазон рабочих температур

-
10...+50 °С

Электрическое питание:


-

аккумуляторное


-

сеть переменного тока


12 В;

220 В 50 Гц

Время непрерывной работы

не менее 14 ч

Степень защиты корпуса

IP 64

Габаритные размеры (без ручки для переноса)

не более 245х77х145 мм

Масса электронного блока

не более 2,2 кг



Дефекты сварных соединений из
высоколегированных сталей, выполненных
аргонодуговой сваркой плавящимся и неплавящ
имся электродами ОСТ 95 1487
-
86 (таблица 3.9


3.10).


Таблица 3.9



Дефекты сварных соединений



Наименование дефекта


Норма ограничения дефекта, допускаемого


без
исправления


к исправлению

Продольные трещины
(вдоль оси шва, отр
ы-
вы, отколы).

Суммарная длина тр
е-
щин от длины шва, %,
не более





Не допускаются




5

Поперечные трещины
на участке шва длиной
1000 мм, шт., не более


1



38


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Продолжение таблицы 3.9



Наименование дефекта


Норма ограничения дефекта, допускаемого


без исправления


к исправлению

Непровары всех видов.

Суммарная длина н
е-
проваров от длины
шва, %, не более


Не допускаются


20

Поверхностное оки
с-
ление шва.

Длина дефектных
участков от длины
шва, %, не более

Не допускаются

15

Не допускается исправление поверхностного
окисления шва в виде налета серого и белого
цветов в зоне шва и околошовной зоне

Прожоги на участке
шва длиной 1000 мм,
шт., не более


Не допускаются


2, длиной до 15 мм
каждый

Подрезы.

Суммарная длина д
е-
фектных участков от
длины шва, %, не б
о-
лее

10, глубиной до 5% от
толщины основного
металла, но не более
0,3 мм



20

Кратеры

Без исправления не допускаются

Единичные поры,
вольфрамовые и шл
а-
ковые включения.

Суммарная длина д
е-
фектных участков от
длины шва, %, не б
о-
лее




См. табл. 3.10




20


39


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Продолжение таблицы 3.9


Нарушение формы
швов в виде отклон
е-
ния их размеров.

Суммарная длина д
е-
фектных участков от
длины шва, %, не б
о-
лее






20

Суммарная длина по
д-
варенных участков шва
от длины шва, %, не
более


Таблица 3.10


Размеры и площадь пор, вольфрамовых и шлаковых включ
е-
ний, допускаемых без исправления

Толщина материала

Максимальный ди
а-
метр пор

Суммарная площадь
дефектов,

1,0

0,5

1

1,5

0,6

2

2,0

0,8

3,0

1,0

3

4,0

4

5,0

1,5

5

6,0

6

10,0

2,0

10

25,0

15














40


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

4

КОНСТРУКЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ



В данной выпускной квалификационной работе был разработан с
борочно
-
сварочный стенд для сварки корпуса теплообменника.




Рисунок 4.1



Сборочно сварочный стенд


1



Автоматическая сварочная головка;

2



Двутавровая балка для перемещения сварочной головки;

3



Корпус теплообменника;

4



Сварочный вращатель.










41


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

5

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ


В данном разделе выпускной квалификационной работы произведу оценку
влияния пор
сварного стыкового соединения на несущую способность.

Задачи исследования:

1.

Разработка 2
D

или 3
D

модели сварного соединения.

2.

Экспорт и импорт модели в программах
Kompas

и
Ansys
.

3.

Задание свойств материалов.

4.

Задание нагрузок и закрепление.

5.

Генерация сетки
конечных элементов.

6.

Решение задачи механики. Отыскать перемещение всех узлов.

7.

Постпроцессорная обработка материалов, построение карт напряжений или
полей.

8.

Определение искомых характеристик, концентрация напряжений.

9.


Выводы


















42


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

1.

Разработка 2
D

или 3
D

моделей сварного соединения.

Создаем чертеж сварного соединения в программе
Kompas
.


Рисунок 5.1


Чертеж сварного соединения

2.

Экспорт и импорт модели в программах
Kompas

и
Ansys
.

После создания чертежа в программе Kompas сохраняем его в формате
igs,
для того чтобы потом открыть чертеж в программе Ansys.


Рисунок 5.2



Чертеж в программе
Ansys

3.

Задание свойств материалов.


Рисунок 5.3



Задание свойств материалов

4.

Генерация сетки конечных элементов
.



43


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

Рисунок 5.4



Генерация сетки конечных элементов

5.

Задание нагрузок и закрепления
.



Рисунок 5.5



Задание нагрузок и закрепления

6.

Решение задачи механики. Отыскать перемещение всех узлов.


Рисунок 5.6



Перемещение узлов



Рисунок 5.7



Перемещение узлов



44


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ


Рисунок
5.8



Перемещение узлов

7.

Постпроцессорная обработка материалов, построение карт напряжений или
полей.


Рисунок 5.9



Карта напряжений


8.

Определение искомых характеристик, концентрация напряжений.


45


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ


Рисунок 5.10



Концентрация напряжений


Рисунок 5.11



Кон
центрация напряжений

9.

Вывод.

Рассмотренные размеры пор сварного соединения не оказывают влияния на
несущую способность. Разрушение сварного соединения произошло по подр
е-
зу.







46


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной выпускной квалификационной работе было предложено
автоматиз
и-
ровать технологический процесс сборки и сварки корпуса теплообменника с и
с-
пользование автоматической сварочной головки
ESAB

A
6
S

Master

и сварочного
вращателя.

Это позволило повысить производительность и улучшить качество
сварки за счет автоматиз
ации процессов сварки.


























47


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

БИ
БЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1
.

В.Г. Геворкян, «Основы сварочного дела».


Москва: Издательство «Вы
с-
шая школа», 1971.

2
.

В.П. Куликов, Технология сварки плавлением».


Минск: Издательство
«Дизайн ПРО», 2001.

3
.

В.И. Маслов. «Сварочные работы».
-

Москва: Издательский центр «Акад
е-
мия», 1999.


240 с.

4
.

Справочник по сварке: под ред. Е.В. Соколова,
-

2 том. Москва: Госуда
р-
ственное научно
-
техническое издательство машиностроительной литературы,
1992.


373 с.

5
.

СТО 00220368
-
013
-
2009.
Стандарт организации
. Сварка сосудов, аппаратов
и трубопроводов

из высоколегированных сталей.


Волгоград, 2009.


табл. 12.5
.

6
.

ОСТ 95 1487
-
86. Отраслевой стандарт. Дефекты сварных соединений из в
ы-
соколегированных сталей, выполненн
ых аргонодуговой сваркой плавящимся и
неплавящимся электродами.

7
.

Ист
ория развития теплообменников.


http://osipovs.ru/index.php/istoria
-
razvitia
-
teploobmenikov
.

8
.

Мате
риал изде
лия




http://flange55.ru/steel_12h18n10t.php


http://www.avers
-
steel.ru/artcl/svarka.html
.

9
.

Аргонодуговая сварка.


http://www.osvarke.com/argonodug.html
.

10
.

Сварочная проволока.


http://www.metsteel.ru/catalog/metal/welding_wire/3
.

11
.

Сварочные головки.


http://www.deltasvar.ru/katalog
.

http:
//gazss.ru/catalog/196/1090
.

12
.

Сварочный
вращатель.


http://www.smart2tech.ru/svarochnye

pozitsionery/svarochnye
-
vrashchateli
.

13
.

Каретка для
перемещения сварочных головок.


http://gazss.ru/catalog/196/1316
.

14
.

Источни
к питания.


http://gazss.ru/catalog/198/1146
.


15
.

Контроль качества.


http://www.zaopkti.spb.ru/services07_47.html
.

http://www.zaopkti.spb.ru/services07_49.html
.


48


Изм
.

Лист



Подпись

Дата

Лист

150700.
201
6
.
893
.0
0

ПЗ

http://www.zaopkti.spb.ru/services07_48.html
.

http://steelguide.ru/svarka/ultrazvukovoj
-
kontrol
-
kachestva
-
svarnyx
-
shvov.html
.

16
.

Рентгеновский аппарат АРИНА


7.
-

http://xn
---
7
-
6kca3b4at.xn
--
p1ai/#menu_0_4544
.

17
.

Ультразвуковой дефектоскоп

УД2
-
70.

http://luc
h.ru/product.php?article_id=1
.



Приложенные файлы

  • pdf 14876930
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий